航空发动机盘件径轴向裂纹底波监控超声检测方法研究

针对某航空发动机盘件中的径轴向裂纹,采用不同焦距的5MHz、10MHz聚焦探头和平探头,分别在0°,1°,2°,3°的声束入射角度下进行检测试验,通过对入射角度以及探头类型、频率、焦距等参数的优化,建立了径轴向裂纹的底波监控超声检测方法。研究发现:与垂直入射相比,小角度纵波斜入射底波监控超声检测方法可提高超声波对裂纹的敏感程度;使用焦距为89mm的10MHz聚焦探头,并使声束以2°入射角斜入射可得到最佳检测效果,试验结果与数值模拟具有良好的一致性。

航空发动机叶片气膜孔加工方法及其演变分析

系统分析了航空发动机叶片气膜孔加工的主要方法及其特点,分析了纳秒激光加工和电火花加工不可避免产生再铸层和微裂纹的原因与机理,以及再铸层和微裂纹对叶片疲劳性能的影响。介绍了飞秒激光及其加工特性,对比分析了飞秒激光加工各向同性等轴晶材料及定向高温合金和单晶高温合金的效果及其原因,指出充分研究飞秒激光对定向高温合金和单晶高温合金的损伤机理才能有效加工航空发动机叶片气膜孔。

ZL101铝合金的拉伸断裂特征

使用扫描电子显微镜和光学显微镜对ZL101铝合金的显微组织、拉伸断口及断口剖面进行了观察分析,研究了其拉伸断裂特征。结果表明:ZL101铝合金的拉伸断口为准解理特征,可见第二相(硅共晶体和AlFeMnSi相)沿断口分布;裂纹在第二相粒子的尖锐和凹角处(即应力集中处)萌生,并沿第二相扩展,该过程会拉开(拉断)第二相粒子,并使横向粒子产生变形;韧窝特征是由脆性第二相被拉开后发生塑性变形产生;舌状花样是裂纹沿一定取向晶面扩展,并造成颗粒相变形产生;撕裂棱是裂纹扩展至两个以一定角度相交的第二相时,扩展方向发生较大改变产生。

发动机粉末合金高压涡轮盘断裂的原因

某型发动机在进行300h长试试车过程中,材料为FGH4097粉末高温合金的高压涡轮盘发生断裂,造成发动机烧毁,对涡轮盘掉块断口进行宏观、微观观察以及能谱分析,对故障原因进行了排查并对排查结果进行了模拟试验。结果表明:失效的高压涡轮盘为疲劳断裂,涡轮盘疲劳断裂的原因是其冷却孔边存在的夹杂物以及夹杂物周围的大面积原始颗粒边界(PPB),夹杂物主要为电弧焊的焊渣,PPB是焊渣与合金反应生成的伴生物。

镍基单晶高温合金的表面再结晶行为(英文)

利用喷丸预变形,研究了热处理温度对单晶高温合金表面再结晶行为的影响以及固溶温度条件下再结晶组织的演变过程。结果表明,随着热处理温度的升高,再结晶层厚度不断增加;在1200°C以下时,再结晶层厚度随着温度的升高而缓慢增加,而当温度高于1200°C时,再结晶层厚度随着温度的升高而迅速增加;当热处理温度低于γ′相完全固溶温度时,再结晶以不连续的胞状组织的形式出现,而当热处理温度高于γ′相完全固溶温度时,再结晶以完整晶粒的形式出现;再结晶晶粒首先在喷丸表面的枝晶干区域形核,然后沿着枝晶干向内生长,但随着枝晶间粗大γ′相和γ/γ′共晶相的溶解,再结晶晶界穿过枝晶间区域而继续向内部迁移,最后形成厚度比较均匀的再结晶层;铸态γ′相的溶解是影响单晶高温合金再结晶行为的关键因素。

铍青铜弹簧片应力腐蚀开裂分析

微动开关的弹簧片在使用过程中发生开裂。对弹簧片进行了裂纹形貌观察、能谱成分分析、金相组织检查和硬度检测,并对完好弹簧片进行了模拟试验。结果表明,弹簧片裂纹为应力腐蚀开裂;造成弹簧片应力腐蚀开裂的腐蚀介质来源于微动开关长接触片及传感器插座焊点部位残留的氯化铵钎剂。通过采用氯化锌+甘油替代含氯化铵的钎剂,弹簧片的应力腐蚀开裂得到了有效预防。

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定钛合金中铁、硅不同溶解方法比较研究

考察了硫酸溶解和氢氟酸溶解两种钛合金的溶解方法。采用氢氟酸溶解试样,钛合金中的Fe和Si均可进行准确检测,而用硫酸溶解钛合金样品时,Si含量不能准确检测。进一步研究了硫酸溶解法中不同溶解温度对测量的影响,发现将电炉温度调至较高时,钛合金溶解速度较快,且对Fe的分析没有影响,因此用硫酸溶解钛合金时选择此种溶解方式进行Fe含量的分析。此外,系统考察了10余种不同牌号钛合金中基体元素和共存元素对Fe、Si分析谱线的光谱干扰情况,并进行了分析谱线的选择。Fe259.940nm、Fe238.204nm和Fe239.562nm三条谱线可作为钛合金中Fe元素的分析线;Si251.611nm则做为Si元素的分析谱线,但当钛合金中Mo含量大于1%时,制作校准曲线分析Si时需进行Mo元素含量匹配。硫酸溶解法Fe的检出限为0.089μg/mL,氢氟酸溶解法Fe和Si的方法检出限分别为0.016μg/mL和0.097μg/mL。

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定高温合金中贵金属元素

介绍了采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定高温合金中贵金属元素Pt、Pd、Ir、Ru、Rh和Au的方法,试样采用盐酸、硝酸溶解,进行了仪器工作参数和待测元素分析线的选择试验,确定了仪器最佳工作条件,考察了合金基体和共存元素对待测元素的影响,确定的各待测元素分析线分别为Pt 265.945 nm、Pd 340.458 nm、Ir 224.268 nm、Ru 240.272 nm、Rh 343.489nm、Au 242.795 nm。通过基体匹配消除基体的影响,实现了用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定高温合金中贵金属元素Pt、Pd、Ir、Ru、Rh和Au的含量。进行了加入回收试验,回收率在84～112%之间,方法的检出限是0.003～0.01μg/mL,相对标准偏差小于8%。

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定钛合金中贵金属元素

介绍了电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定钛合金中贵金属元素Ir、Au、Pd、Rh、Ru的方法。通过溶样方法选择、仪器工作参数优化、基体和共存元素对待测元素的影响等试验,确定了采用盐酸、氢氟酸和硝酸溶解样品,用基体匹配方法消除基体钛对测定的影响。在仪器最佳工作条件下、选择了Ir 224.268nm、Au 267.595nm、Pd 340.458nm、Rh 343.489nm、Ru 240.272nm谱线为分析线,测得方法的检出限是0.000 1～0.003μg/mL。加标回收及精密度试验表明:本方法能满足钛合金中Ir、Au、Pd、Rh、Ru等元素分析的要求,回收率在90%～110%之间,相对标准偏差小于14%(n=6)。

粉末高温合金缺陷特性及寿命预测方法研究进展和思考

系统分析了国内外在粉末高温合金缺陷特性及寿命预测方法方面的研究进展,如缺陷的来源及对寿命的影响,缺陷对裂纹萌生和扩展的影响,粉末高温合金寿命预测方法和模型。在研究目前国内外寿命预测方法的基础上,结合我国粉末高温合金寿命预测存在的问题,指出必须考虑缺陷特性并对缺陷进行定量表征,建立反映粉末高温合金特点和缺陷特性的寿命预测方法。

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定钛合金中钨、铌、钽

采用电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）法测定钛合金中W，Nb，Ta元素的含量。样品采用盐酸、氢氟酸和硝酸溶解，并对仪器工作参数和试验条件进行了优化试验，确定了仪器最佳工作条件，考察了钛合金基体和共存元素对待测元素的影响，确定了各待测元素谱线为W207．911nm，Nb309．418nm，Ta240．063nm。选定的待测元素分析线不受合金基体和共存元素的干扰，通过基体匹配消除基体的影响。加标回收率在98％104％之间，测定结果的相对标准偏差为0．3％～2．4％（n=8），方法的检出限为0．003-0．013μg／mL。进行了标准物质对照试验，试验结果与标准值相符。

ICP-AES法测定TB6钛合金中杂质元素

本文介绍了用电感耦合等离子体发射光谱法（ICP—AES）法测定TB6钛合金中杂质元素Mo、Cr、Sn、Zr、Cu和B的方法。样品采用盐酸、氢氟酸和硝酸溶解，考察了钛合金基体和共存元素对待测元素的影响，确定了各待测元素谱线分别为：Mo202．031nm、Cr267．716nm、Sn189．927nm、Zr343．823nm、Cu324．754nm、Si251．611nm、B249．772nm。选定的待测元素分析线不受合金基体和共存元素的谱线干扰。通过基体匹配消除基体的影响。选择了仪器工作参数，进行了标准物质对照试验，试验结果与标准值相符。进行了加入回收试验，回收率在90％～106％之间，相对标准偏差小于2％。

FGH97粉末高温合金的断裂特征

对FGH97粉末高温合金低周疲劳、高周疲劳和持久断裂特征进行了研究。结果表明:低周疲劳断裂在小应变条件下的裂纹源为单裂纹源,疲劳裂纹稳定扩展第一阶段为类解理小平面特征;在大应变条件下,裂纹源转变为多源,疲劳扩展第一阶段即可见疲劳条带特征;高周疲劳裂纹稳定扩展第一阶段有较大区域的类解理断裂小平面,疲劳扩展第二阶段为疲劳条带特征;持久试验温度为500℃时,断口为穿晶特征,表现为类解理形貌;在500℃以上时,其断裂机制为晶内发生单取向和双取向滑移,随蠕变进行位错在晶界处塞积,进而引起应力集中,致使裂纹在晶界处萌生并扩展。

ICP-AES法测定镍镧合金中Si、Mn、Mg、Cu、Zn、Cd、Pb和Zr元素

介绍了采用电感耦合等离子体发射光谱法（ICP -AES）测定镍镧合金中杂质元素Si、Mn、Mg、Cu、Zn、Cd、Pb、Zr的方法，样品采用盐酸、硝酸溶解，进行了仪器工作参数和待测元素分析线的选择试验，确定了仪器最佳工作条件，考察了合金基体和共存元素对待测元素的影响，确定了各待测元素分析线分别为Si 251.611 nm、Mn 257.610 nm、Mg 285.213 nm、Cu 324.752 nm、Zn 213.857 nm、Cd 214.440 nm、Pb 220.353 nm、Zr 343.823 nm。通过基体匹配消除基体的影响，实现了用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定镍镧合金中杂质元素的含量。进行了加入回收试验，回收率在80～108％之间，方法的检出限是0.0003～0.015μg/m L ，相对标准偏差小于8％。

ICP-AES法测定镍基高温合金中的铂

采用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定镍基高温合金中铂元素。通过实验探讨了镍基高温合金中基体元素镍,主量元素如铬、钴、铝、钼、镍、钽等对铂元素测量的干扰情况,确定了适合的分析谱线。测定结果的相对标准偏差不大于6.55%(n=6),加标回收率为94%～105%。该法可用于镍基高温合金中铂元素的测定。

喷丸对DZ4合金旋转弯曲疲劳断裂特征的影响

对喷丸前后DZ4高温合金旋转弯曲高周疲劳断口的断裂特征进行了观察。结果表明,室温和高温(820℃)时,未喷丸的DZ4合金高周疲劳裂纹均萌生于试样表面以及与表面相连的铸造缺陷或碳化物处。Kt=1时,疲劳断口为点源,源区存在滑移平面和滑移台阶;随着应力集中水平的升高(Kt=2,Kt=3),疲劳断口向多源和线源发展,源区滑移面变小甚至消失;随着温度的升高,断口源区滑移特征明显。喷丸后,疲劳裂纹源内移,裂纹萌生于试样次表面的晶体内部或铸造缺陷处。带缺口试样裂纹源减少,起源区域缩小,出现明显的主、次疲劳源。实验证明,喷丸可降低DZ4合金表面和缺口敏感性,对裂纹萌生有抑制作用,可提高材料的疲劳性能,随着温度升高,喷丸的强化作用逐渐减弱,但在820℃仍有强化作用。

硫脲络合–火焰原子吸收光谱法测定低硅铝合金中的银含量

采用硫脲络合-火焰原子吸收光谱法测定低硅铝合金中的银元素含量。实验探讨了酸度及硫脲用量对银测定的影响及铝合金中基体元素与共存元素对银元素分析线的干扰情况。结果表明：选用9%的盐酸和3%的硝酸溶解试样最好，加入5 mL 50 g/L硫脲溶液可消除氯离子对试验结果的影响，基体铝元素和其它共存元素不干扰银的测定。根据低硅铝合金中银元素的含量范围，合成系列标准溶液，建立工作曲线，工作曲线的线性范围为0.05%～0.50%。银元素含量为0.30%的样品测定结果的相对标准偏差为0.15%（n=8），标准加入回收率为96.8%～98.5%。该方法操作简便、重现性好、测量结果准确可靠。

电位滴定法测定弹性合金中的高含量钴

采用电位滴定法测定弹性合金中的钴元素。探讨了弹性合金中基体元素铁,主量元素如铬、锰、钼、镍、钨等对钴元素测定的干扰情况,确定了合适的样品处理方法,同时进行了铁氰化钾用量及滴定溶液温度控制等条件试验。测定结果的相对标准偏差为0.19%～0.28%(n=8),回收率为99.9%～100.8%。该方法可以满足弹性合金中高含量钴元素的测定要求。

可视滴定法测定铝钒中间合金中的钒时称样量和滴定液浓度的优化

用可视滴定法测定铝钒中间合金中的钒时,对称样量和硫酸亚铁铵滴定液浓度的关系进行了探讨。实验发现,基体铝对于铝钒合金中钒的测定无影响。常见的铝钒合金范围为50%～60%,低于50%和高于标准上限0.5%钒含量的合金没有实验样品,通过向样品溶液中加入钒标准溶液可模拟铝钒合金试样。依据化学分析等物质量反应定律,选择不同钒含量的试验样品,对钒的称样量和滴定液浓度进行优化,确定了硫酸亚铁铵滴定液的浓度与滴定液消耗体积的合适关系。

AAS法测定纯铪中痕量元素钠

研究了用AAS法测定纯铪中痕量元素钠。优化了原子吸收光谱测量条件，研究了酸及其用量，基体铪对测定钠的影响，编制了分析方法。测量钠的相对标准偏差不大于5．18％，测定范围为0．001％～0．005％，方法检出限为0．0041μg/m L。结果表明，本法不仅准确可靠而且简便快速。